CN86105266A - 水平连铸脉动液压拉坯驱动装置 - Google Patents

Abstract

水平连铸脉动液压拉坯驱动装置，采用一套脉动液压油路系统，产生脉动压力油来驱动一个或同步驱动多个油马达，并通过油马达直接驱动拉坯辊，最终以步进方式拉拔铸坯。本装置具有如下优点：易于实现单辊或多辊无间隙同步传动，重复精度高，传动力矩大，可用于各种断面铸坯包括大铸坯的拉拔生产；设备结构简单，造价低廉，工作稳定可靠，制造、使用和维修方便；能根据拉坯要求灵活调节拉坯工艺参数和拉坯曲线。

Description

本发明是一种水平连铸拉坯驱动装置。

水平连铸的结晶器直接与中间包相联，不能振动，故必须采用特殊的拉坯装置按一定拉坯方法，进行密封浇铸。拉坯动作准确与否，直接影响连铸工艺的稳定和铸坯质量。所以拉坯驱动装置是水平连铸的关键设备技术之一。

就发明者所知，当今世界上水平连铸拉坯辊的驱动装置主要有DC力矩马达、液压伺服装置和电动伺服装置。

英国戴威（Davy）与日本钢管NKK水平连铸拉坯驱动装置采用液压伺服装置。该装置能实现水平连铸的特殊拉坯动作，拉坯参数（如：拉程、中停时间、反推量等）均可灵活调节。其缺点是：（1）液压伺服阀维护、检修技术要求高;（2）液压用油有特殊要求，过滤精度较高;（3）传动力矩较小。需用齿轮减速箱，不仅结构复杂，而且齿轮的制造和安装的精度，以及工作中的磨损，都将影响拉坯动作的重复再现性。

西德Technica-Guss水平连铸拉坯驱动装置采用电动伺服装置，比液压伺服装置可靠，而且控制过程能量转换少，控制精度高。可是，传动力矩小，需要较大速比的减速箱，这种减速箱要实现“无间隙”驱动，制造难度大。

美国铸钢公司与奥钢联水平连铸拉坯驱动装置，采用DC力矩马达装置。虽然传动力矩较大，在拉拔中等铸坯时，可以不用减速机，直接驱动拉坯辊。但是，DC力矩马达制造困难，大功率脉冲电源的使用，维护也很困难;目前DC力矩马达的输出力矩有限，对大铸坯的拉坯也很难实现。

为了解决现有几种拉坯驱动装置存在的问题，提供一种设备结构简单，造价低廉，操作、维修方便。主要拉坯参数灵活可调，且具有足够大的扭矩和实现“无间隙”传动的水平连铸拉坯驱动装置。

本发明装置，是一种可以实现多辊同步运转的全液压无间隙步进拉拔驱动装置。它采用一个脉动液压发生器，将高压直流油转变成脉动压力油，来驱动一个或同步驱动两个以上的油马达，每个油马达与各自的拉坯辊直接相连，实现“无间隙”的传动，以足够大的输出力矩，满足多种断面铸坯的步进拉拔，拉坯的主要工艺参数，灵活可调，并在拉坯时具有良好的持久的重复运动精度。

脉动液压发生器如图2所示，直流电动机，通过偏心轮机构，驱动液压脉动发生器的阀芯，在阀体内作往复运动，将油泵供给的高压直流油转变成脉动压力油，来驱动和拉坯辊直接连接的油马达，以实现步进拉拔。改变脉动液压发生器阀芯与阀体的相对位置，即可改变拉坯工艺参数;更换不同的阀芯，可以获得不同拉坯曲线（包括拉、推、停的不同安排）;调节直流电动机的转速，即可以改变拉坯频率调节直流压力油的油量，就可以改变拉程和步进拉坯速度。在脉动压力油系统中，对反向运动的压力油实行单向节流，即可控制反推量和反推速度。

在实行多辊拉坯时，采用配以同步装置的多个油马达，即可驱动各拉坯辊作同步运转。

本发明装置还使用了严格线性关系的电液比例流量阀等来改善液压阀的控制性能，并采用速度与频率闭环控制。将拉坯平均速度、拉坯频率、拉程、拉拔速度、反推量、反推速度等输入计算机进行闭环调节。从而保证拉坯动作的重复再现性和同一性，满足了生产要求。

本发明装置的优点：

1.油马达与拉坯辊直接连接，能实现多辊无间隙传动，重复精度高，传动力矩大，适用于各种断面铸坯的步进拉拔（包括大铸坯）。

2.设备结构简单，造价低廉，工作稳定可靠，制造、使用和维修均很方便。

3.能根据拉坯要求灵活调节拉坯工艺参数。

4.可通过改变不同的阀芯来实现各种拉坯曲线即实施各种拉坯方法。

图1是水平连铸脉动液压拉坯驱动装置的工作原理图。图中：（1）中间包、（2）结晶器、（3）铸坯、（4）拉坯辊、（5）油马达、（6）液压同步装置、（7）脉动液压发生器、（8）单向节流阀、（9）直流电动机、（10）电液比例流量控制阀、（11）油泵、（12）蓄能器、（13）滤油器、（14）油箱。

图2是脉动液压发生器工作原理图。图中：（15）阀芯、（16）阀体、（17）偏心轮机构、（9）直流电动机。阀体〔16〕设有四个工作腔：O、A、P、B.O腔与油箱〔14〕相连，A、B腔经管道与油马达相连，P腔与高压直流油路相连。

现对照图1和图2对本发明装置详加说明。

液压用油从油箱〔14〕经管道、滤油器〔13〕注入油泵〔11〕使成为直流压力油。该直流压力油经管道和电液比例流量控制阀〔10〕进入脉动液压发生器〔7〕变为脉动压力油，该脉动压力油驱动油马达〔5〕，或经过同步装置〔6〕分配给多个油马达〔5〕同步驱动多个油马达〔5〕，并通过油马达直接驱动拉坯辊〔4〕。拉坯辊〔4〕按规定的程序以步进的方式自与中间包〔1〕相连的结晶器〔2〕中，拉拔铸坯〔3〕。回油经管道及单向节流阀〔8〕，脉动液压发生器〔7〕回到油箱〔14〕，蓄能器〔12〕对直流压力油起稳定作用。

脉动液压发生器的工作原理是这样的：

直流电动机〔9〕通过偏心轮机构〔17〕驱动阀芯〔15〕在阀体〔16〕内作周期性往复运动。图2（a）所示位置，四个工作腔中P和B相通，O和A相通，驱动油马达〔5〕朝一个方向转动，使拉坯辊〔4〕实现“拉坯”操作。当阀芯运动至图2（b）所示位置时工作腔P被关闭，油马达〔5〕停止转动，拉坯辊停止拉坯而实现“停”的操作。当阀芯〔15〕运动到图2（c）所示位置时，P和A相通，O和B相通，驱使油马达〔5〕反向转动，使拉坯辊实现“反推”操作。随着阀芯〔15〕在阀体〔16〕内的往复运动，油马达〔5〕将驱使拉坯辊〔4〕完成周期性的“拉”、“停”和“推”的拉坯操作。如改变阀芯对阀体内四个工作腔的遮闭量和开启度，即可改变“拉”、“停”、“推”的相对时间（即拉程和反推量）。改变遮闭孔的开闭锥度，即可调节拉和推的加速度。变换不同的阀芯，即可实现不同的拉坯运动方式（称拉坯曲线）。

拉坯的主要工艺参数是这样控制的：通过调节电液比例流量控制阀〔10〕控制拉坯平均速度、拉程和拉拔速度，通过调节直流电动机〔9〕的转速来控制拉坯频率，通过调节单向节流阀来控制反推量、反推速度，所有这些控制都由计算机进行闭环调节。

Claims (3)

1、水平连铸脉动液压拉坯驱动装置，其特征在于：由油箱[14]、滤油器[13]、油泵[11]、蓄能器[12]、电液比例流量控制阀[10]、脉动液压发生器[7]、直流电动机[9]、液压同步装置[6]、单向节流阀[8]、油马达[5]及其管道所组成。油马达[5]和拉坯辊[4]直接连接。

2、根据权利要求1所述的脉动液压拉坯驱动装置，其特征在于，脉动液压发生器〔7〕是由阀芯〔15〕、阀体〔16〕、扁心轮机构〔17〕、直流电动机〔9〕所组成。阀体〔16〕内设有四个工作腔。直流电动机〔9〕驱动阀芯在阀体〔16〕内作往复运动，利用阀芯〔15〕对四个工作腔的遮闭与开通，联通或切断油马达〔5〕的油源，使油马达〔5〕实现正转、停和反转，从而驱动拉坯辊〔4〕完成规定的拉坯动作。改变阀芯〔15〕对四个工作腔的遮闭量与开度，可以改变拉、停、推的相对时间，改变遮闭孔的开闭锥度，可以调节拉、推的加速度与减速度。

3、根据权利要求1所述的脉动液压拉坯驱动装置，其特征在于采用一个油马达，或配以同步装置的多个油马达，能实现单辊驱动或多辊同步驱动。

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